1排水重要性与特殊路段分类
和普通路基不同,特殊路段由于性质与成分不同,必须对部分乃至全部实施处理才能满足工程要求[5]。普遍的特殊路基包含:黄土区域、膨胀土区域、特殊土、盐渍土与常年冻土路基。为了保障市政建设工程的路基施工质量,必须结合现场施工情况,做好特殊路基的排水与施工处理。市政排水作为城市基础性排水体系,它具有很广的分布,所以排水系统是确保市政正常施工的重要设备。
2黄土地区的排水施工
从黄土地区土面构造来看,它包含丰富的碳酸盐、硫酸盐,同时这些盐类一旦遇水,很容易被水分吸收,甚至出现土层下陷与坍塌等问题,这种路面土层一般以褐色与黄色呈现,干粉在土层所占的比例高达60%之上,对于遇水或者潮湿的环境,很容易被冲蚀,最后影响路面稳定,为工程埋下安全隐患[6]。针对上述情况,我们必须采用地表排水与拦截等方式,避免表层水下渗与湿陷性地基下沉。对于地面排水沟渠与地下构造物,尽量使用有效的防渗方法处理。另外,对于路堑边坡顶端与路堤迎风坡面的陷穴及时做好排水布局,并且把有可能影响陷穴的地下水、地表水引进具备防渗能力的水沟排走。针对陷穴通过的路基,要追溯到起源,同时在发源点封堵好陷穴,做好地表水引排,避免它向陷穴区域流渗。针对暗穴、陷穴,通常使用灌砂、灌浆与回填开挖等方式处理。陷穴处理完毕后,使用3∶7的灰土或者不透水的老黄土对土层表面进行夯实,对于施工有规定的工程,厚度通常控制在30cm以内[7]。
3盐渍土施工与排水
一旦路基为盐渍土,通常从底层开始连续清除,也就是自基底开始到表层不能间断,要一次性完成。地段隔水布局时,要一次性到达隔水顶端。为了避免毛细水上窜,使用防渗隔膜与沥青砂进行隔离。当路基一端或者两端都存在取土坑时,地下水位与坑底取土距离必须超过15cm~20cm,同时底部应该向路堤外侧设计超过0.2%的纵坡与2%~3%的横坡[8]。当盐渍土为水位较高的黏性盐渍土时,最好在夏季施工;砂性盐渍土,春夏都可施工;强盐渍土则在春季含盐量相对较低的表层施工。同时合理布局排水,不能让路基与周边存在积水,对于取土坑可能存在淹没与排水困难的地方,尽量在路基一边或者两边取土坑顶宽为1m、高度为0.4m~0.5m的防水土埂。当软弱土基被清除到地下水位时,再换填砂、炉渣、砂砾等透水性较好的材料。
4多年冻土路基的防排水施工
因为常年冻土的区域,地表水很容易下渗,所以很容易出现潮湿现象,不仅会影响路基稳固,对施工效益与质量也会构成威胁。对此,在施工前就必须对沿线冻土类型、分布、上下限、地下水、地表水进行调查,是否存在冻丘、热融与冻融等不良情况以此做好排水布局。取土坑或者水沟开挖时,防止因为冻土变化而出现边坡塌陷,对路基稳固构成影响,同时避免过深的开挖,让地下水露出。针对高速公路施工,尽量集中取土,饱冰、富冰与冰土层区域都就近解决土源问题,通常在路基坑底20m之外的区域选土;对于地表倾斜的路堤,取土坑一般设置在上坡,而取土坑底尽量设坡度,同时积水存在于出口,这样才能方便水流及时排出。在路基填料时,尽量选用隔水、保温效果较好的细颗粒;在透水性与黏土欠佳的路堤填筑中,确保选土湿度,并且碾压过程的含水量低于最佳含水量;不能使用含有草、树皮或者冻土块的土进行路基填筑;对于穿过热融的路堤,尽量使用渗水较好的土进行填筑,并且比最高水位高出0.5m。
5膨胀土区域路基施工与防排水技术
膨胀土是土表为黏土的土层,这种土壤有失水收缩、遇水膨胀等特征,由于承载力较大、密度较强,所以经常被误认为是好路面,该土层在失水与吸水过程中体积较差,很容易让成型路面开裂,如果路基长期含水,将很容易出现移位或者倾斜等问题。正是因为膨胀土在市政工程建设中问题最为严峻,所以在施工中必须做好膨胀土路基防排水布局。
5.1水对膨胀土的影响
在市政工程施工中,膨胀土路基造成损害更多的是由水、风化、湿化等因素引起的,它的破坏和路基填料坡度、膨胀性、压实度、颗粒总量、渗透性、气候特征、排水条件等有着密切的关系,干湿循环不同对路基膨胀土的影响也不一样。在日常生活中,光照很容易造成水分蒸发,出现施工裂缝;降雨会让坡面侵蚀,或者径流被冲刷,溅到雨滴时,就会出现蚀穴;已经开裂的坡面表层脱落,并且顶部细小的颗粒会被雨水冲刷;此时坡面的水流就会以波浪呈现,表层颗粒被水流冲刷,并且沿着坡面向下部滚落。当坡面存在蚀沟,沟槽坡面深部的密度相对较小,其下部位通常为自上而下的锯齿沟槽,受冲刷力的影响,产生多个台阶。在此期间,膨胀路基坡度越小,冲沟越宽、浅、弯曲,其冲刷都会越小,冲刷形状与位置和刚开始冲刷时的坡面、位置有很大关系。
5.2膨胀土路基施工与防排水技术
膨胀土区域的表层土很容易被侵蚀,所以必须在膨胀土周边的永久地面做好加固与砌筑工作。强、中膨胀土区域,使用强度整体性较好的混凝土排水设备,直接在土体上部砌筑排水设备,并且在底层安排隔水层。对于排水不易的地方,使用减小地下水位的方法,让路基始终处于中度湿润的状态。将渗沟设置在膨胀岩或者土中,主要是为了排除膨胀岩或者土裂缝与构造的渗水,通过安排渗沟减小裂缝与结构层地下水,最后达到减小结构裂缝周边膨胀土含水的要求。针对膨胀土周边公路的换填,为了避免路床变形、确保路床强度,膨胀土公路可以排除自由水,只考虑自由水对基层与路面表层的影响,或者只考虑裂缝渗水。另外,沥青路面还可以在路表下部安排小型盲沟碎石,另一侧使用无砂小型混凝土盲沟,将其安设在硬路肩与行车道纵缝处,同时在恰当的区域设置无砂小型混凝土盲沟,以排除路面渗水。
6路基路面排水施工的注意事项
首先,各地区地质材料、水文搜集。在市政工程施工中,各地地质环境、水文特征不一,所以地基路面施工方法与措施也不尽相同,必须根据实际情况进行决策。作为道路工程的重要项目,为了确保路基排水质量,必须提前搜集地质资料与水文信息,这也是施工过程的重要部署。其次,进行多角度、全方位的质量监管。在路基施工中,传统的监管存在很多问题。随着施工技术的优化,现行的监管更关注安全、技术、工艺,当然也存在很多局限,不能完全没有弊端。因此,在市政工程路基排水施工中,必须结合质量标准,做好安全监管,通过对施工步骤与环节进行全方位的仔细检验,对排水进行综合监管。最后,渗沟施工。在市政排水中,渗沟有管式、填石与洞式三种渗沟,渗沟不同,施工要求也不同。如:填石只用于渗沟较短的区域,并且纵坡必须大于1%,通常将其设置成梯形与矩形,同时埋深要满足渗水材料要求;管式渗沟多用于流量较大、引水较长的区域,当管式渗沟在100m~300m时,末端最好设置成横向泄水管;洞式渗沟多用在水流量较大的地带。这三种渗沟的作用:为了拦截、切断有害水层,让路基始终处在干燥的状态。当然在这期间,渗沟位置尽量和水流垂直,横宽根据排水、埋深、维修与施工而定;在水流汇集时,为了避免土、砂进入渗沟,必须设置好反滤层;渗沟和暗沟一样,最好从下向上施工。
7结语
水是影响市政工程特殊路基施工的关键因素,它对路基稳定性与强度有很大影响。因此,在市政工程特殊路基施工中,必须整合路基施工条件与经验,选用恰当的施工技术,针对施工时可能存在的问题及时采用防治措施处理,这样才能确保路基施工质量。
作者:孙卫华 单位:太原市市政工程总公司